JP2001272674A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2001272674A JP2000362208A JP2000362208A JP2001272674A JP 2001272674 A JP2001272674 A JP 2001272674A JP 2000362208 A JP2000362208 A JP 2000362208A JP 2000362208 A JP2000362208 A JP 2000362208A JP 2001272674 A JP2001272674 A JP 2001272674A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶層の厚さ、特に反射領域内の液晶層の厚
さを正確に制御することが可能で、高品位の表示を実現
できる透過反射両用型の液晶表示装置を提供する。 【解決手段】絵素領域Ｐｘのそれぞれは、第１基板１０
０Ａから入射する光を用いて透過モードで表示を行う透
過領域Ｔｒと、第２基板１００Ｂ側から入射する光を用
いて反射モードで表示を行う反射領域Ｒｆとを有する。
第１基板１００Ａが有する透明電極領域２０および反射
電極領域２２の液晶層２４側の表面はそれぞれ平坦であ
る。第２基板１００Ｂは、液晶層側の反射領域Ｒｆおよ
び透過領域Ｔｒに透明電極を有し、反射領域Ｒｆに光拡
散層３０を有し、且つ、第２基板１００Ｂの液晶層２４
側の表面は、透過領域内および反射領域内でそれぞれ平
坦である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
し、特に透過モードによる表示と反射モードによる表示
とが可能な透過反射両用型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶表示装置は、薄型で低消費電
力であるという特徴を生かして、ワードプロセッサやパ
ーソナルコンピュータなどのＯＡ機器、電子手帳などの
携帯情報機器、あるいは液晶モニターを備えたカメラー
体型ＶＴＲなどに広く用いられている。
【０００３】これらの液晶表示装置は反射型と透過型に
大別される。液晶表示装置は、ＣＲＴ（ブラウン管）や
EL（エレクトロルミネッセンス）などの自発光型の表示
装置ではなく、透過型は、液晶表示パネルの背後に配置
された照明装置（いわゆるバックライト）の光を用いて
表示を行い、反射型は、周囲光を用いて表示を行ってい
る。
【０００４】透過型液晶表示装置は、バックライトから
の光を用いて表示を行うので、周囲の明るさに影響され
ることが少なく、明るい高コントラスト比の表示を行う
ことができるという利点を有しているものの、バックラ
イトを有するので消費電力が大きいという問題を有して
いる。通常の透過型液晶表示装置の消費電力の約５０％
以上がバックライトによって消費される。また、非常に
明るい使用環境（例えば、晴天の屋外）においては、視
認性が低下してしまうか、あるいは、視認性を維持する
ためにバックライトの輝度を上げると消費電力がさらに
増大するという問題があった。
【０００５】一方、反射型液晶表示装置は、バックライ
トを有しないので、消費電力を極めて小さいという利点
を有しているものの、表示の明るさやコントラスト比が
周囲の明るさなどの使用環境によって大きく左右される
という問題を有している。特に、暗い使用環境において
は視認性が極端に低下するという欠点を有している。
【０００６】そこで、こうした問題を解決できる液晶表
示装置として、反射型と透過型との両方のモードで表示
する機能を持った液晶表示装置が、例えば特開平１１−
１０１９９２号公報に開示されている。
【０００７】この透過反射両用型液晶表示装置は、１つ
の絵素領域に、周囲光を反射する反射用絵素電極と、バ
ックライトからの光を透過する透過用絵素電極とを有し
ており、使用環境（周囲の明るさ）に応じて、透過モー
ドによる表示と反射モードによる表示との切り替え、ま
たは両方の表示モードによる表示を行うことができる。
従って、透過反射両用型液晶表示装置は、反射型液晶表
示装置が有する低消費電力という特徴と、透過型液晶表
示装置が有する周囲の明るさに影響されることが少な
く、明るい高コントラスト比の表示を行うことができる
という特徴とを兼ね備えている。さらに、非常に明るい
使用環境（例えば、晴天の屋外）において視認性が低下
するという透過型液晶表示装置の欠点も抑制される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１１−１０１９９２号公報に開示されている両用型液晶
表示装置は、反射モードによる表示の輝度を向上するた
めに、反射電極の表面に凹凸を形成しており（例えば、
上記公報の図６および図９）、その結果、反射領域内の
液晶層の厚さのばらつきが特に大きく、最適な表示を実
現するのが困難であった。また、凹凸による光の干渉を
防止するためには、凹凸の形状を正確に制御する必要が
あり、製造コストが上昇するという問題もあった。
【０００９】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、その主な目的は、液晶層の厚さ、特
に反射領域内の液晶層の厚さを正確に制御することが可
能で、高品位の表示を実現できる透過反射両用型の液晶
表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２
基板との間に設けられた液晶層とを有し、表示を行うた
めの複数の絵素領域を有する液晶表示装置であって、前
記複数の絵素領域のそれぞれは、前記第１基板から入射
する光を用いて透過モードで表示を行う透過領域と、前
記第２基板側から入射する光を用いて反射モードで表示
を行う反射領域とを有し、前記第１基板は、前記液晶層
側に、前記透過領域を規定する透明電極領域と、前記反
射領域を規定する反射電極領域とを有し、且つ、前記第
１基板の前記透明電極領域および前記反射電極領域の前
記液晶層側の表面はそれぞれ平坦であり、前記第２基板
は、前記反射領域に光拡散層を有し、前記液晶層側の前
記反射領域および前記透過領域に透明電極を有し、且
つ、前記第２基板の前記液晶層側の表面は前記透過領域
内および前記反射領域内でそれぞれ平坦であり、そのこ
とによって上記目的が達成される。
【００１１】前記第２基板が前記透過領域にも前記光拡
散層を有する構成としてもよく、あるいは、前記第２基
板が前記反射領域にのみ前記光拡散層を有する構成とし
てもよい。
【００１２】前記第２基板は透明基板を有し、前記光拡
散層は前記透明基板の前記液晶層側に設けられている構
成としてもよいし、あるいは、前記光拡散層は前記透明
基板の観察者側（液晶層側とは反対側）に設けられてい
る構成としてもよい。
【００１３】前記第２基板の観察者側に偏光板を有する
液晶表示装置であって、前記光拡散層が観察者側に設け
られた構成においては、前記光拡散層は前記透明基板と
前記偏光板との間に設けられていることが好ましい。さ
らに、前記光拡散層は、前記透明基板と前記偏光板とを
互いに接着する接着層として機能することが好ましい。
【００１４】前記光拡散層は、マトリクス材料と、前記
マトリクス材料の屈折率と異なる屈折率を有する粒子と
を含む、分散系光拡散層であることが好ましい。
【００１５】前記第２基板が、透明基板とカラーフィル
タ層とを有し、前記カラーフィルタ層は、前記光拡散層
としても機能する構成としてもよい。
【００１６】前記第２基板は、プラスチック基板を有
し、前記プラスチック基板は、マトリクス材料と、前記
マトリクス材料の屈折率と異なる屈折率を有する粒子と
を含み、前記プラスチック基板が前記光拡散層としても
機能する構成としてもよい。
【００１７】前記反射領域内の前記液晶層の厚さは、前
記透過領域の前記液晶層の厚さの２分の１であることが
好ましい。
【００１８】前記第２基板の観察者側に防眩層をさらに
有する構成としてもよい。
【００１９】前記第２基板の観察者側に防眩層を有する
液晶表示装置であって、前記第２基板が透明基板を有す
る構成においては、前記光拡散層は前記透明基板と前記
防眩層との間に設けられていることが好ましい。前記透
明基板と前記防眩層との間に偏光板をさらに有する場合
には、前記光拡散層は前記透明基板と前記偏光板との間
に設けられていることが好ましい。
【００２０】以下、本発明の作用を説明する。
【００２１】本発明による液晶表示装置を構成する第１
基板（バックライト側に配置される基板、例えばアクテ
ィブマトリクス基板）および第２基板（観察者側に配置
される基板、例えばカラーフィルタ基板）の液晶層側の
表面は、反射領域および透過領域のそれぞれの領域内
で、平坦なので、それぞれの領域内の液晶層は一定の厚
さを有する。従って、反射領域および透過領域のそれぞ
れの領域の液晶層の厚さをそれぞれの表示モードに最適
の厚さに設定することができる。第２基板の反射領域に
設けられた光拡散層は、反射領域に入射する光を拡散す
るので、ペーパーホワイトの白表示を実現することがで
きる。
【００２２】本願明細書において、「平坦」とは、液晶
層の厚さのばらつきに起因する表示品位の低下が発生し
ない程度に、液晶層の厚さを均一に規定する表面の状態
を言う。具体的には、ある領域の表面の粗さ（例えば表
面粗さ計で測定された凹凸の平均値）が、その領域の液
晶層の厚さの１０分の１以下であるとき、その表面は平
坦であるという。平坦な表面は鏡面である必要はない。
【００２３】また、光拡散層を第２基板の透過領域に形
成すると、透過領域を透過する光が拡散されることによ
って、液晶表示装置の透過領域における表面反射が抑制
され、ざらつきやぎらつきのない表示を実現することが
できる。すなわち、透過領域に設けられた光拡散層は、
いわゆる、アンチグレア効果を発揮する。一方、透過領
域に光拡散層を設けない構成においては、透過領域にお
ける光の利用効率が向上する。いずれの構成を採用する
かは、液晶表示装置の用途に応じて適宜決定すればよ
い。
【００２４】また、光拡散層は、第２基板の液晶層側
（「内側」とも称する）に設けてもよいし、逆に観察者
側（「外側」とも称する）に設けてもよい。いずれの構
成を採用するかは、以下に説明するそれぞれの構成の利
点と欠点とを考慮し、液晶表示装置の用途に応じて適宜
決定すればよい。
【００２５】光拡散層を内側に設けた構成は、表示画像
のぼやけ（輪郭が不鮮明になる現象）が生じにくいとい
う利点がある反面、製造工程が複雑となりコストが上昇
するという欠点がある。また、光拡散層を反射領域に選
択的に配置する構成において、光拡散層の配置パターン
のピッチが画素ピッチと近いと、光の干渉（モアレ）が
生じやすいという問題があり、この問題は高精細な液晶
表示装置で顕著となる。
【００２６】一方、光拡散層を外側に設けた構成は、製
造が容易で、設計変更や共用化に対応しやすく、低コス
トで製造できるという利点がある反面、表示画像のぼや
けが生じやすいという欠点がある。表示画像のぼやけを
抑制するために、薄い基板を用いることが好ましい。な
お、光拡散層を外側に配置しても、反射層を基板の外側
に配置した場合に生じる２重写りの問題は生じない。こ
れは、光拡散層は反射層と異なり、入射光を正反射しな
いからである。
【００２７】さらに、第２基板を構成する透明基板の観
察者側に偏光板を有する液晶表示装置において、光拡散
層を外側に設ける構成を採用する場合、光拡散層を透明
基板と偏光板との間に配置することによって、表示画像
のぼやけを最低限に抑制することができる。また、偏光
板と透明基板とを互いに接着するための接着剤に光散乱
機能を有する材料を用いることによって、製造工程を簡
略化することができる。
【００２８】光拡散層は、透明層または基板の表面を粗
面化することによって形成できるが、マトリクス中にマ
トリクスの屈折率と異なる屈折率を有する粒子（充填
剤）を分散することによっても形成することが好まし
い。光拡散層をマトリクス中に粒子を分散した材料を用
いて形成すると、表面が平坦な光拡散層を容易に形成で
きるとともに、反射領域の液晶層の厚さを容易に且つ正
確に制御することができる。液晶表示装置の第２基板が
カラーフィルタ層を有する場合には、カラーフィルタ層
を形成するマトリクス材料に、マトリクス材料の屈折率
と異なる屈折率を有する粒子を分散することによって、
カラーフィルタ層を光拡散層としても機能させることが
でき、液晶表示装置の製造プロセスを簡略化することが
できる。また、プラスチック基板を用いる場合には、プ
ラスチック基板を形成するマトリクス材料に、マトリク
ス材料の屈折率と異なる屈折率を有する粒子を分散する
ことによって、プラスチック基板を光拡散層としても機
能させることができ、液晶表示装置の製造プロセスを簡
略化することができる。
【００２９】偏光を用いた表示モード（単に「偏光モー
ド」とも言う。）を行う液晶表示装置においては、反射
領域の液晶層の厚さを透過領域の液晶層の厚さの２分の
１とすることによって、反射領域を通過する光のリタデ
ーションを透過領域を通過する光のリタデーションと一
致させることができ、且つ、それぞれの領域における液
晶層の厚さが一定なので、高品位の表示を実現すること
ができる。
【００３０】第２基板の観察者側に防眩層をさらに有す
る液晶表示装置においては、第２基板に光拡散層が設け
られているので、バックライトから入射して透過領域を
通過する光と、観察者側から入射して反射電極領域によ
って反射され、反射領域を通過する光とは、観察者側に
出射する前に光拡散層を通過し、光拡散層によって拡散
される。従って、防眩層の凹凸と絵素領域とによるモア
レ、防眩層の凹凸と透過領域とによるモアレおよび防眩
層の凹凸と反射領域とによるモアレの発生が抑制され、
その結果、ざらつきのない表示が実現される。また、第
２基板が透明基板を有する構成においては、光拡散層を
透明基板と防眩層との間に設けると、上述のモアレの発
生を抑制する効果が高い。透明基板と防眩層との間に偏
光板をさらに有する場合には、光拡散層を透明基板と偏
光板との間に設けることで、表示画像のぼやけを抑制す
ることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照ながら本発明の
実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に
よって限定されるものではない。
【００３２】(実施形態1)実施形態１の液晶表示装置
は、第１基板（バックライト側）に液晶層を間に介して
対向するように配設された第２基板（観察者側）の内側
（液晶層側）に光拡散層が配置されている。
【００３３】本発明による実施形態１の液晶表示装置１
００および１００’の模式的な断面構造を図１（ａ）お
よび（ｂ）に示す。図１（ａ）および（ｂ）は、それぞ
れ本発明による液晶表示装置１００および１００’の断
面図であり、図２は、液晶表示装置１００および１０
０’が有するアクティブマトリクス基板１００Ａの平面
図を示す。
【００３４】透過反射両用型の液晶表示装置１００およ
び１００’は、図１（ａ）および（ｂ）に示したよう
に、マトリクス状に配列された複数の絵素領域Ｐｘごと
に透過領域Ｔｒと反射領域Ｒｆとを有しており、透過モ
ードおよび反射モードで表示を行うことができる。透過
モードおよび反射モードのいずれか一方のモードで表示
を行うことも可能で、両方のモードで表示を行うことも
できる。典型的には、液晶表示装置１００および１０
０’は、その両側に平行ニコルに配置された一対の偏光
板（不図示）と、アクティブマトリクス基板１００Ａ側
に設けられた照明装置（バックライト、不図示）とを有
している。なお、図１（ａ）および（ｂ）は、１つの絵
素領域Ｐｘを示している。図１（ｂ）に示した液晶表示
装置１００’は、光拡散層３０の構成が図１（ａ）に示
した液晶表示装置１００と異なる。
【００３５】図１（ａ）に示したように、液晶表示装置
１００は、アクティブマトリクス基板１００Ａと対向基
板（「カラーフィルタ基板」とも言う。）１００Ｂと、
これらの間に設けられた液晶層２４とを有している。
【００３６】アクティブマトリクス基板１００Ａは、図
２に示したように、液晶表示装置１００の透過領域Ｔｒ
を規定する透明電極領域２０と、反射領域Ｒｆを規定す
る反射電極領域２２とを有している。絵素領域Ｐｘは透
過領域Ｔｒと反射領域Ｒｆとから構成され、絵素電極領
域１は透明電極領域２０と反射電極領域２２とから構成
されている。絵素電極領域１、透明電極領域２０および
反射電極領域２２は、アクティブマトリクス基板１００
Ａの領域として定義され、絵素領域Ｐｘ、透過領域Ｔｒ
および反射領域Ｒｆは、液晶表示装置１００の領域とし
て定義される。
【００３７】透明電極領域２０は、透明電極２１を有
し、反射電極領域は金属層２３を有している。金属層２
３は透明電極２１と接触して形成されており、金属層２
３は透明電極２１を介してＴＦＴ４のドレイン電極１６
に電気的に接続されており、反射電極として機能する。
すなわち、透明電極２１と金属層２３とが絵素電極とし
て機能する。透明電極２１は、例えばＩＴＯなどの透明
導電材料から形成され、金属層２３は、例えば、Ａｌな
どの高反射率金属から形成される。
【００３８】なお、一般に、反射電極領域２２を規定す
る金属層２３はドレイン電極１６と電気的に接続される
必要は無く、金属層２３自身が反射電極として機能する
必要はない。例えば、金属層２３の下部に絶縁層（不図
示）を設けて、別途形成した透明電極を用いて、反射領
域Ｒｆ内の液晶層２４に電圧を印加する構成にしても良
い。
【００３９】図１（ａ）に示したように、アクティブマ
トリクス基板１００Ａは、ガラス基板などの透明絶縁性
基板１１を有し、この透明基板１１上に、ゲート配線
２、ゲート電極１２および補助容量電極８が形成されて
いる。さらに、これらを覆うようにゲート絶縁膜７が形
成されている。ゲート電極１２上に位置するゲート絶縁
膜７上に、半導体層１３、チャネル保護層１４、ソース
電極１５およびドレイン電極１６が形成されており、こ
れらが、ＴＦＴ４を構成している。ＴＦＴ４のソース電
極１５はソース配線３に、ドレイン電極１６は接続電極
５に、それぞれ電気的に接続されている。ソース配線３
および接続電極５は、いずれも、透明導電層１７および
金属層１８とからなる２層構造を有している。
【００４０】ＴＦＴ４が形成された透明基板１１の表面
のほぼ全面を覆うように層間絶縁膜１９が形成されてお
り、層間絶縁膜１９の表面は平坦化されている。この層
間絶縁膜１９の平坦な表面に、透明電極２１が形成され
ており、透明電極２１上に金属層２３が形成されてい
る。透明電極２１は層間絶縁膜１９に設けられたコンタ
クトホール６において接続電極５と電気的に接続され、
接続電極５を介してドレイン電極１６に電気的に接続さ
れている。金属層２３は、透明電極２１を介して、ドレ
イン電極１６に電気的に接続されている。
【００４１】層間絶縁膜１９を形成することによって、
基板１００Ａの表面を平坦にするとともに、下部に形成
されたＴＦＴ４や種々の配線と金属層２３とを絶縁でき
るので、ＴＦＴ４やゲート配線２、ソース配線３および
接続電極５の上部にも金属層２３を形成することが可能
となり、それによって表示面積を増加することができ
る。
【００４２】なお、アクティブマトリクス基板１００Ａ
は一例に過ぎず、ＴＦＴ４の構成や接続電極５の構成は
適宜変更できる。また、透明電極領域２０および反射電
極領域２２のそれぞれの液晶層２４側の表面が平坦であ
れば、公知の他のアクティブマトリクス基板を広く適用
できる。
【００４３】なお、アクティブマトリクス基板１００Ａ
の透明電極領域２０および反射電極領域２２のそれぞれ
の全体が平坦であることが好ましい。しかしながら、例
えば、コンタクトホール６上で段差が形成される場合が
ある。この場合、厚さが異なる領域の面積が他の領域の
全面積（例えば、反射電極領域の全面積）の１０％以下
であれば、表示品位の低下は視認されないので、許容で
きる。
【００４４】アクティブマトリクス基板１００Ａは公知
の材料を用いて公知の方法で製造することができる。ま
た、必要に応じて、アクティブマトリクス基板１００Ａ
の液晶層２４側の表面に配向層（不図示）が形成され
る。
【００４５】液晶表示装置１００の対向基板１００Ｂ
は、図１（ａ）に示したように，ガラス等からなる透明
絶縁性基板９の液晶層２４側に、カラーフィルタ層１０
および光拡散層３０とを有している。また、対向基板１
００Ｂは、液晶層２４に電圧を印加するための単一の対
向電極（不図示）をほぼ全面に有している。対向電極
は、典型的には、カラーフィルタ層１０の液晶層２４側
に設けられる。カラーフィルタ層１０は、典型的には、
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の色層と、それらの
間隙に設けられたブラックマトリクスとを有している
（いずれも不図示）。このカラーフィルタ層１０や対向
電極（不図示）は公知の材料を用いて公知の方法で形成
される。
【００４６】対向基板１００Ｂが有する光拡散層３０
は、対向基板１００Ｂのほぼ全面に形成されている。す
なわち、対向基板１００Ｂの反射領域Ｒｆだけでなく透
過領域Ｔｒにも形成されている。
【００４７】反射領域Ｒｆに形成された光拡散層３０
は、液晶表示装置１００に入射する周囲光を拡散するこ
とによって、ペーパーホワイトに近い白表示を実現す
る。また、透過領域Ｔｒに形成された光拡散層３０は、
液晶表示装置１００に入射する周囲光を拡散することに
よって、液晶表示装置１００の透過領域Ｔｒにおける表
面反射を抑制し、ざらつきやぎらつきのない表示を実現
することができる。すなわち、透過領域Ｔｒに形成され
た光拡散層３０は、アンチグレア効果を発揮する。
【００４８】光拡散層３０は、図１（ｂ）に示した液晶
表示装置１００’のように、液晶表示装置１００’の反
射領域Ｒｆにのみ選択的に設けてもよい。この構成を採
用すると、透過領域Ｔｒを通過する光が拡散されること
がないので、光の利用効率が向上する。透過領域Ｔｒに
光拡散層３０を設けるか否かは液晶表示装置の用途に応
じて適宜選択すればよい。なお、液晶表示装置１００’
は、対向基板１００Ｂ’の光拡散層３０が反射領域Ｒｆ
にのみ設けられている点において、先に説明した液晶表
示装置１００と異なるだけなので、他の構成についての
説明は省略する。
【００４９】上述したように光拡散層３０を透明基板９
の液晶層２４側に設けることにより、透明基板９の厚さ
による視差を抑制し、表示画像のぼやけを抑制すること
ができる。
【００５０】光拡散層３０は、透明なマトリクス材料
（例えば、アクリル系樹脂）に、マトリクス材料の屈折
率と異なる屈折率を有する充填剤（フィラー）を分散さ
せた材料を用いて形成することが好ましい（以下、この
ように形成された光拡散層を「分散系光拡散層」と称
す。）。透明な材料（例えば、ＳｉＯ2などの無機系材
料）からなる薄膜の表面をサンドブラスタなどで粗面化
処理した材料を用いる（以下、「粗面化光拡散層」と称
す。）構成と比較し、分散系光拡散層は均一な厚さに形
成しやすく、液晶層２４の厚さのばらつきを抑制する効
果が大きいので好ましい。さらに、表面が平坦な分散系
光拡散層３０は、表面に凹凸を有する粗面化光拡散層よ
りも、後方散乱に対する前方散乱の割合を大きくできる
ので、後方散乱による白ひかり（拡散層が明るく視認さ
れる現象）が抑制され、高コントラスト比で明るい表示
が実現される。
【００５１】分散系光拡散層３０を形成するマトリクス
材料および充填剤はともに無色透明であることが好まし
い。透明基板９の液晶層３０側に設けられる光拡散層３
０は、液晶表示装置１００および１００’の製造プロセ
スにおいて、熱処理工程や、化学処理工程を経るので、
これらの工程に対して十分な安定性を有するマトリクス
材料および充填剤を用いることが好ましい。具体的に
は、２００℃以上の耐熱性、水、弱アルカリ、イソプロ
ピルアルコール（ＩＰＡ）などの化学薬品に対する安定
性を備えていることが好ましい。
【００５２】分散系光拡散層３０を形成するマトリクス
材料としては、種々の高分子材料（例えば、ポリエステ
ル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂、アミノ樹脂）を好適に用いることができる。図
１（ｂ）に示したように、反射領域Ｒｆに選択的に光拡
散層３０を形成する場合には、一旦全面に形成した光拡
散層３０をフォトリソグラフィプロセスを用いてパター
ニングすることが生産性の観点から好ましく、感光性や
現像性（エッチング性）を有する材料を用いることが好
ましい。
【００５３】充填剤としては、シリカなどの無機充填剤
や、ポリイミドやポリサルフォンなどの有機充填剤を用
いることができる。また、充填剤としては、平均粒径が
０．５μｍ〜２．０μｍの粒子状の充填剤が好ましい。
平均粒径が０．５μｍよりも小さいと光拡散性能が低下
することがあり、２．０μｍを越えると、光拡散層の膜
厚の制御が困難になったり、拡散層の表面の平坦性が低
下することがある。充填剤の添加量は、マトリクス材料
との屈折率差にも依存し、十分な光拡散性および光透過
率が得られる範囲で適宜設定すればよい。充填剤の添加
量が多すぎると、光拡散層の光拡散性は上昇するが、光
拡散層自体の光透過率が低下する。十分に明るい表示を
実現するためには、光拡散層自体の透過率（可視光領
域）は、９０％以上あることが好ましい。光拡散層の厚
さは、十分な光拡散性能を得るために、１μｍ〜８μｍ
の範囲内にあることが好ましい。上述した光拡散層の透
過率は、実際に形成する光拡散層の厚さに対する値であ
る。なお、上記の透過率は、光拡散層の後方から完全拡
散光を入射し、光拡散層を透過した光を、光拡散層の法
線方向において集光角２°で受光することによって求め
られた透過光量の光拡散層が無い場合に求められた入射
光量との百分率として求めた。透過率の測定は、例え
ば、ＴＯＰＣＯＮ社製の輝度計ＢＭ７を用いて測定する
ことができる。
【００５４】光拡散層３０は、公知の薄膜形成方法を用
いて形成することができる。例えば、上述した樹脂と充
填剤とを溶媒に溶解・分散した溶液をスピンコート法を
用いて基板上に塗布してもよいし（コーティング法）、
充填剤が分散された樹脂のドライフィルムを基板上に貼
り付けてもよい（フィルム貼り付け法）。
【００５５】光拡散層３０は、種々の位置に設けること
ができる。図３を参照しながら、光拡散層３０を設ける
位置の例を説明する。
【００５６】光拡散層３０は、図３（ａ）に示したよう
に、透明基板４０とカラーフィルタ層４２との間に設け
ても良いし、図３（ｂ）に示したように、カラーフィル
タ層４２と対向電極４４との間に設けてもよく、さら
に、図３（ｃ）に示したように、対向電極４４と配向層
４６との間に形成してもよい。また、図３（ａ）〜
（ｃ）に示した上記の３つの層構造において、カラーフ
ィルタ層４２と対向電極４４とが入れ代わってもよい。
【００５７】これらの光散乱層３０を上述した分散系材
料を用いて形成すると、表面粗さ（厚さのばらつき）が
液晶層の厚さの１０分の１以下（例えば、０．１５μｍ
以下）の光散乱層３０を容易に形成することができる。
液晶層の厚さは、表示モード（用いる液晶材料）によっ
て異なるが、一般に１．５μｍ〜１０μｍ程度の範囲に
あるので、分散系光散乱層を用いることにより、それぞ
れの表示モードに応じた最適な液晶層厚さを均一に有す
る液晶表示装置を容易に実現することができる。
【００５８】また、分散系材料を用いて形成された光拡
散層３０の平坦な表面においては散乱（後方散乱）がほ
とんど発生せず、光散乱層３０の内部で効果的に散乱
（前方散乱）される。その結果、コントラスト比の高い
表示を反射モードで実現することができる。また、図３
（ｃ）に示した配置においては、光拡散層３０を電気的
絶縁層として利用することができる。すなわち、ＳＴＮ
型液晶表示装置などにおいて駆動用電極と配向層との間
に形成されるオーバーコート層として、光拡散層３０を
利用することができる。
【００５９】光拡散層３０をカラーフィルタ層（典型的
には厚さ１μｍ〜２μｍ）に隣接させて（上または下
に）配置すると、カラーフィルタ層と光拡散層との間の
視差はほとんど無く、画像のぼやけは発生せず、高品位
の表示を実現することができる。また、反射板の表面に
凹凸を設ける必要が無いので、従来の反射板の表面に凹
凸を形成する構成において発生した、凹凸によって反射
された光が互いに干渉し、この干渉がアンチグレア膜を
介することによって顕著になり、ざらついた表示に観察
される、という現象の発生も抑制される。
【００６０】次に、液晶表示装置１００および１００’
の液晶層２４の厚さ（「セルギャップ」とも言う。）の
制御について説明する。
【００６１】液晶表示装置１００および１００’の反射
領域Ｒｆにおける液晶層２４の厚さｄｒは、透過領域Ｔ
ｒにおける液晶層２４の厚さｄｔの１／２に設定されて
いる。これは、反射モードの表示に利用される周囲光
は、図１中の上側（対向基板１００Ｂおよび１００Ｂ’
側）から入射し、液晶層２４を通過した後、金属層２３
で反射され、再び液晶層２４を通過した後、対向基板１
００Ｂおよび１００Ｂ’から出射されるので、液晶層２
４を２回通過する。従って、反射領域Ｒｆ内の液晶層２
４の厚さｄｒを透過領域Ｔｒの液晶層２４の厚さｄｔの
１／２とすることによって、反射モードの表示に利用さ
れる光と透過モードの表示に利用される光の光路長を一
致させることができる。液晶層２４による偏光方向の変
化（回転）を利用して表示を行うモード（例えば、ＴＮ
モード、ＳＴＮモード、垂直配向モードを含むＥＣＢモ
ード）では、それぞれの絵素領域Ｐｘにおいて、反射領
域Ｒｆを通過した光の偏光方向と、透過領域Ｔｒを通過
した光の偏光方向とを互いに一致させることによって、
高品位の表示を実現することができる。
【００６２】上述した液晶層２４の厚さの条件を十分に
満足させるためには、透過領域Ｔｒおよび反射領域Ｒｆ
のそれぞれにおいて、液晶層２４の厚さ（ｄｔおよびｄ
ｒ）が一定であることが好ましい。本発明による液晶表
示装置１００および１００’が有するアクティブマトリ
クス基板１００Ａは、上述したように、透明電極領域２
０および反射電極領域２２の液晶層２４側の表面は平坦
であり、且つ、対向基板１００Ｂおよび１００Ｂ’に設
けられた光拡散層３０の液晶層２４側表面も平坦である
ので、液晶層２４の厚さは、透過領域Ｔｒおよび反射領
域Ｒｆのそれぞれにおいて一定であり、高品位の表示を
実現することができる。
【００６３】具体的には、本発明の液晶表示装置１００
および１００’の液晶層２４の透過領域Ｔｒおよび反射
領域Ｒｆのそれぞれにおける厚さのばらつきは、標準偏
差σ（面内２５点の厚さを測定）で０．０３〜０．０５
と非常に小さな値が得られる。一方、上述した特開平１
１−１０１９９２号公報に開示されている凹凸表面を有
する反射板を用いた液晶表示装置の反射領域における液
晶層のばらつきは、標準偏差σが０．１２〜０．１５と
大きく、液晶層の厚さの１０分の１を超えるものもあ
る。このことから分かるように、本発明による透過反射
両用型の液晶表示装置１００および１００’は、従来の
ものよりも高品位の表示を実現することができる。
【００６４】次に、図４（ａ）および（ｂ）を参照しな
がら、本発明による液晶表示装置２００および２００’
の液晶層２４の厚さ（セルギャップ）の制御方法を説明
する。
【００６５】液晶表示装置２００および２００’は、そ
れぞれのアクティブマトリクス基板２００Ａが、図１
（ａ）および（ｂ）に示したアクティブマトリクス基板
１００Ａの金属層２３に代えて、絶縁層４８とその上に
形成された金属層２３’を有している点において、液晶
表示装置１００および１００’と異なる。液晶表示装置
２００および２００’のその他の構成要素は、それぞれ
液晶表示装置１００および１００’の構成要素と実質的
に同じなので、同一の参照符号をその説明をここでは省
略する。
【００６６】図４（ａ）に示した液晶表示装置２００の
ように、光拡散層３０が対向基板１００Ｂのほぼ全面に
形成されている場合、絶縁層４８の厚さ（Ｄ１）とスペ
ーサ５２の直径（Ｄ２）とを等しくすれば、下記の式
（１）に示すように、反射領域Ｒｆにおける液晶層２４
の厚さｄｒ（＝Ｄ２）を透過領域Ｔｒにおける液晶層２
４の厚さｄｔの１／２とすることができる。なお、金属
層２３’の厚さは絶縁層４８の厚さに比べ非常に薄いの
で無視できる。
【００６７】 Ｄ１＋Ｄ２＝ｄｔ （Ｄ１＝Ｄ２＝ｄｒ） ・・・（１） 一方、図４（ｂ）に示した液晶表示装置２００’のよう
に、光拡散層３０が反射領域Ｒｆにのみ選択的に形成さ
れている場合、下記の式（２）に示すように、スペーサ
５２の直径Ｄ２が、絶縁層４８の厚さＤ１’と光拡散層
３０の厚さＤ３との和に等しくなるように設定すれば、
反射領域Ｒｆにおける液晶層２４の厚さｄｒ（＝Ｄ２）
を透過領域Ｔｒにおける液晶層２４の厚さｄｔの１／２
とすることができる。
【００６８】 Ｄ１’＋Ｄ２＋Ｄ３＝ｄｔ （Ｄ１’＋Ｄ３＝Ｄ２＝ｄｒ） ・・・（２） なお、上記の関係は理想的な設計上の関係であり、実際
に液晶セルを製造すると、加工精度の影響で、上記の関
係が満足されないことがある。しかしながら、反射領域
Ｒｆにおける液晶層２４の厚さｄｒと透過領域Ｔｒにお
ける液晶層２４の厚さｄｔがそれぞれ設計値の１５％の
ずれ範囲内であれば、従来のよりも高品位の表示を実現
することができる。
【００６９】以下に、本実施形態の液晶表示装置で用い
られる光拡散層３０および反射電極領域２２の他の構成
例を説明する。反射電極領域２２は、実施形態１の液晶
表示装置１００および２００で例示したように、単一の
金属層２３を用いて形成してもよいし、絶縁層４８とそ
の上に形成された金属層２３’を用いて形成してもよ
い。それぞれ、金属層２３の厚さまたは絶縁層４８の厚
さを調節することによって、反射領域Ｒｆ内の液晶層２
４の厚さを調整することができる。以下では、簡単さの
ために、透明電極領域２０および反射電極領域２２の詳
細な構造の説明を省略する。また、以下の図面におい
て、実施形態１の液晶表示装置の構成要素と実質的に同
じ機能を有する構成要素を同じ参照符号で示し、ここで
の説明を省略する。
【００７０】図５に示す液晶表示装置３００は、図１
（ｂ）に示した液晶表示装置１００’と同様に、反射領
域Ｒｆにのみ選択的に光拡散層３０が形成されている。
但し、反射領域Ｒｆ内の液晶層２４の厚さは、光拡散層
３０の厚さで調整されている。この液晶表示装置３００
は、液晶表示装置１００’と同様に、透過領域Ｔｒには
光拡散層３０が形成されていないので、透過領域Ｔｒを
通過する光が拡散されることによって生じる光のロスが
なく、光の利用効率が向上する。
【００７１】図６に示す液晶表示装置４００は、反射領
域Ｒｆに選択的に形成された光拡散層３０と透過領域Ｔ
ｒに選択的に形成された透明層５４とを有している。透
明層５４は、光拡散層３０と同じ厚さを有しており、平
坦な面を形成している。この光拡散層３０および透明層
５４とが形成する平坦な面上にカラーフィルタ層１０が
形成されている。反射領域Ｒｆ内の液晶層２４の厚さ
は、反射電極領域２２の厚さで調整される。透明層５４
は、分散系光拡散層のマトリクス材料と同様に、例え
ば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂を用いて形成するこ
とができる。この構成は、光拡散層が設けれる基板（観
察者側基板）の液晶層側表面が平坦なので、液晶層の厚
さの制御が比較的容易であるという利点を有している。
【００７２】図７に示す液晶表示装置５００が有するカ
ラーフィルタ層６０は、光を拡散する機能を有する光拡
散カラーフィルタ領域６０ａと、通常のカラーフィルタ
領域６０ｂとを有している。光拡散カラーフィルタ領域
６０ａは、反射領域Ｒｆに対応して選択的に設けられて
いる。このように、カラーフィルタ層６０の一部に光拡
散機能を付与することによって、構造を単純化すること
ができる。光拡散カラーフィルタ層６０ａは、通常のカ
ラーフィルタ層を形成する材料中に、屈折率の異なる充
填剤を分散した材料を用いて形成することができる。例
えば、一般的なカラーフィルタ層用材料に、粒径が１μ
ｍの粒子状充填剤（例えば、シリカ）を３０ｗｔ％添加
した分散系材料を用いて、厚さ約１．７μｍのカラーフ
ィルタ層を形成することによって、光拡散カラーフィル
タ層６０ａを形成することができる。光拡散カラーフィ
ルタ層６０ａは、充填剤を分散させていないカラーフィ
ルタ層６０ｂと同等の表面平滑性と膜厚均一性を有して
いる。
【００７３】勿論、図８に示した液晶表示装置６００の
ように、対向基板のほぼ全面に光拡散カラーフィルタ層
６０ａを有するカラーフィルタ層６０’を設けても良
い。光拡散カラーフィルタ層６０ａを反射領域Ｒｆに選
択的に設けるか全面に設けるかの選択は、光拡散層３０
の場合と同様に、液晶表示装置の用途に応じて適宜選択
すればよい。
【００７４】図９に示す液晶表示装置７００は、対向基
板側のガラス基板６２が凹凸表面（光拡散層）６４を有
している。ガラス基板（例えば、＃１７３７：コーニン
グ社製）６２の表面の、反射領域Ｒｆに対応する領域
に、ランダムな凹凸が選択的に形成されている。このラ
ンダムな凹凸は、たとえば、サンドブラスト法によって
形成することができる。サンドブラスト法を用いて形成
された凹凸は、面内の大きさ（直径に近似できる）が約
２〜５μｍの範囲内で、深さが約０．５〜１μｍの範囲
内にあり、その中心の面内の分布はランダムである。ま
た、凹凸が形成されたガラス基板６２の表面に、ガラス
基板６２の屈折率と異なる屈折率を有する平坦化膜（例
えば、ＳｉＯ2からなる）を設けることによって、光を
拡散する能力が向上する。このような構成においては、
ガラス基板６２の凹凸表面および、凹凸表面と平坦化膜
（不図示）との組合わせが、光拡散層として機能する。
なお、図９に示した例では、光拡散層６４は反射領域Ｒ
ｆ内に選択的に形成されているが、上述した他の構成と
同様に、基板のほぼ全面に、光拡散層６４を形成しても
よい。また、ガラス基板６２に代えて、プラスチック基
板を用いてもよい。
【００７５】また、図１０に示す液晶表示装置８００の
ように、偏光機能付プラスチック基板７０を用いること
によって、対向基板側の偏光板（不図示）を省略し、構
造を簡略化することができる。なお、プラスチック基板
７０はその製法上の理由からリタデーションを有するこ
とが多く、コントラスト比の観点から、リタデーション
（位相差）ができるだけ小さいプラスチック基板を用い
ることが好ましい。液晶表示装置８００は、偏光機能付
の基板７０を用いたこと以外は、実施形態１の液晶表示
装置１００と同じ構造を有している。偏光機能を有する
プラスチック基板７０は、上述した他の液晶表示装置に
も用いることができる。
【００７６】図１１に示す液晶表示装置９００のよう
に、対向基板に用いられる透明絶縁性基板に光拡散機能
を有するものを用いることもできる。液晶表示装置９０
０が有するプラスチック基板８０は、充填剤を分散させ
た高分子材料から形成されており、光拡散機能を有す
る。プラスチック基板８０は、例えば、ＰＥＴ樹脂やＰ
ＥＳ樹脂（マトリクス材料）に、シリカ系の粒子状充填
剤（平均粒径１μｍ）を１５〜２０ｗｔ％分散させた材
料を用いて形成される。
【００７７】図７〜図９および図１１に示した液晶表示
装置は、別途光拡散層を形成する必要がないので、実施
形態１の液晶表示装置の有する利点に加えて、製造プロ
セスを簡略化できる（製造コストを低減できる）という
利点や、液晶表示装置を薄くできるという利点を有して
いる。また、図１０の液晶表示装置８００が有する偏光
機能付プラスチック基板を用いることによって、偏光板
を１枚省略することができ、製造プロセスの簡略化およ
び液晶表示装置の薄型化をさらに進めることができる。 （実施形態２）実施形態２の液晶表示装置は、第１基板
（バックライト側）に液晶層を間に介して対向するよう
に配設された第２基板（観察者側）の外側（観察者側）
に光拡散層が配置されている点において、実施形態１の
液晶表示装置と異なる。実施形態２の液晶表示装置を示
す図面において、実施形態１の液晶表示装置の構成要素
と実質的に同一の機能を有する構成要素には同一の参照
符号を付し、その説明をここでは省略する。
【００７８】本発明による実施形態２の液晶表示装置１
０００および１０００’の模式的な断面構造を図１２
（ａ）および（ｂ）に示す。図１２（ａ）および（ｂ）
に示した液晶表示装置１０００および１０００’はそれ
ぞれ、図４（ａ）および（ｂ）に示した液晶表示装置２
００および２００’の光拡散層３０を透明基板９の外側
（観察者側）に配置したものに相当する。
【００７９】なお、図１２（ｂ）に示したように、光拡
散層３０を反射領域Ｒｆに対応して選択的に設け、且
つ、光拡散層３０を透明基板９の外側に設ける構成にお
いては、光拡散層３０を反射領域Ｒｆよりもやや大きく
形成することが好ましい。すなわち、金属層２３’に斜
め入射する光、あるいは金属層２３’から斜め出射され
る光のほとんどが光拡散層３０を通過するように、光拡
散層３０と金属層（反射層）２３’との距離が透明基板
９の厚さ分（例えば、０．７ｍｍ）増加するのに伴っ
て、光拡散層３０の面積を大きくすることが好ましい。
反射領域Ｒｆに対応して設けられる光拡散層２３’の広
さは、液晶表示モード等も考慮して適宜設定され得る。
【００８０】液晶表示装置１０００および１０００’
は、透明基板９の内側に光拡散層３０を設けた実施形態
１の液晶表示装置２００および２００’に比較し、製造
が容易で、設計変更や共用化に対応しやすく、低コスト
で製造できるという利点がある。すなわち、基板１００
Ａおよび１００Ｂを貼り合わせ工程や液晶注入工程を経
た後、透明基板９の外側表面に光拡散層３０を形成すれ
ばよいので、光拡散層３０の形成工程によって、液晶表
示装置の製造歩留まりが低下することがない。また、光
拡散層３０は、実施形態１と同様に種々の方法で形成す
ることができるが、特に、光拡散層３０をフィルムを用
いて形成する場合、光拡散層用のフィルムを種々のタイ
プの（例えばパネルサイズが異なる）液晶表示装置に共
通に用いることができるし、液晶表示装置の設計変更に
容易に対応することができる。
【００８１】製造工程を簡略化できる効果（低コスト化
の効果）は、液晶表示装置１０００のように表示領域全
体に光拡散層３０を設けた構成の方が、液晶表示装置１
０００’のように選択的に光拡散層３０を設けた構成よ
りも高い。特に、図１３に示した液晶表示装置１１００
のように、一対の偏光板９０ａおよび９０ｂを備える液
晶表示装置においては、透明基板９の外側に設けられる
偏光板９０ａを透明基板９に接着するための接着剤に光
散乱機能を有する材料を用いることによって、光散乱層
３０ａを接着層として用いることができるので、製造工
程をさらに簡略化できる。また、画像表示のぼやけをで
きるだけ抑制するためにも、光拡散層３０は透明基板９
に隣接して配置することが好ましく、表示画像のぼやけ
を抑制するという観点からも、光拡散層３０ａを偏光板
９０ａと透明基板９との接着層として利用する構成は効
果的である。
【００８２】接着剤として機能し得る光拡散層の材料と
しては、種々の樹脂系接着剤（マトリクス材料となる）
に充填剤を添加した、分散系材料を好適に用いることが
できる。樹脂系接着剤としては、例えば、フェノール系
接着剤、アクリル系接着剤、ポリイミド系接着剤、エポ
キシ系接着剤やシリコン系接着剤を用いることができ
る。充填剤としては、実施形態１の分散系光拡散層用の
充填剤と同様の材料を広く用いることができる。
【００８３】図１４に本実施形態の他の液晶表示装置１
２００の模式的な断面図を示す。液晶表示装置１２００
は、図９に示した実施形態１の液晶表示装置７００の光
拡散層６４（凹凸表面）が、ガラス基板６２の外側に形
成されている。液晶表示装置１２００は、液晶表示装置
７００と実質的に同様の方法で形成することができる。
【００８４】なお、図１２に示したように、光拡散層６
４を反射領域Ｒｆに対応して選択的に設ける構成におい
ては、図１２（ｂ）に示した液晶表示装置１０００’の
光拡散層３０と同様に、反射領域Ｒｆに対応する光拡散
層６４の面積を反射領域Ｒｆの面積よりも大きくするこ
とが好ましい。
【００８５】また、凹凸が形成されたガラス基板６２の
表面に、ガラス基板６２の屈折率と異なる屈折率を有す
る平坦化膜（例えば、ＳｉＯ2からなる）を設けること
によって、光を拡散する能力が向上する。このような構
成においては、ガラス基板６２の凹凸表面および、凹凸
表面と平坦化膜（不図示）との組合わせが、光拡散層と
して機能する。ガラス基板６２の外側に偏光板を有する
構成においては、偏光板（不図示）をガラス基板６２の
外側表面に接着するための接着層の材料として、ガラス
基板６２の屈折率と異なる屈折率を有する透明な材料を
用いることによって、接着層を上記平坦化膜として機能
させることができる。
【００８６】なお、図１４に示した例では、光拡散層６
４は反射領域Ｒｆに対応して選択的に形成されている
が、上述した他の構成と同様に、基板のほぼ全面に、光
拡散層６４を形成してもよい。また、ガラス基板６２に
代えて、プラスチック基板を用いてもよい。 （実施形態３）実施形態３の液晶表示装置は、実施形態
２の液晶表示装置と同様に、第２基板（観察者側）の外
側（観察者側）に光拡散層を有しているが、第２基板の
外側の表面に防眩層（アンチグレア膜）をさらに有して
いる点において、実施形態２の液晶表示装置と異なる。
実施形態３の液晶表示装置を示す図面において、実施形
態１および２の液晶表示装置の構成要素と実質的に同一
の機能を有する構成要素には同一の参照符号を付し、そ
の説明をここでは省略する。また、説明の簡明さのため
に、透明電極領域２０および反射電極領域２２の詳細な
構造の説明も省略する。
【００８７】本発明による実施形態３の液晶表示装置１
３００の模式的な断面構造を図１５に示す。図１５に示
した液晶表示装置１３００は、図１２（ａ）に示した液
晶表示装置１０００の観察者側の表面に防眩層（アンチ
グレア膜）９４を設けたものに相当する。
【００８８】実施形態３の液晶表示装置１３００の観察
者側の表面に設けられた防眩層９４は、透明材料から形
成されており、表面に凹凸形状を有している。この防眩
層９４は、主に観察者側から入射する外光（周囲光）を
拡散反射（散乱）する。その結果、液晶表示装置１３０
０の観察者側の表面での周囲光の鏡面反射（正反射）が
抑制され、周囲の像の写り込みがなく視認性の良い表示
が実現される。
【００８９】防眩層９４としては、例えば日東電工社製
ＡＧＳ１や、日東電工社製ＡＧ３０が用いられる。防眩
層９４の光学的な特性は、所望するアンチグレア効果の
程度に応じて設定されており、防眩層９４の凹凸のピッ
チ（平均山谷間隔）は、約３０μｍから約１５０μｍの
範囲内にあって、ある程度の分布を有している。例え
ば、上述の日東電工社製ＡＧＳ１の凹凸のピッチは、約
４７μｍ〜約５２μｍの分布を有し、日東電工社製ＡＧ
３０の凹凸のピッチは、約９５μｍ〜約１４０μｍの分
布を有する。
【００９０】従来の構成を有する液晶表示装置、特に絵
素ピッチ（横方向または縦方向のピッチのいずれか）が
約１２０μｍ以下の液晶表示装置においては、上述のよ
うな表示を実現するために防眩層を設けた場合、表示画
面にざらつきが発生することがあった。この表示不良は
周囲光が強いほど顕著になるため、晴天下の屋外などで
の使用時に表示品位が低下してしまう。
【００９１】本願発明者は、この表示不良が、凹凸形状
を有する防眩層と、マトリクス状に配列された複数の絵
素領域とによるモアレの発生に起因していることを見出
した。モアレは、複数の周期構造が重畳されたときに生
じる光の干渉に起因する。
【００９２】上述の表示不良は、透過型液晶表示装置に
おいても反射型液晶表示装置においても発生するが、と
りわけ、絵素領域ごとに透過モードの表示を行う透過領
域と反射モードの表示を行う反射領域とを有する透過反
射両用型液晶表示装置においては、この表示不良が一層
顕著になる。この理由を以下に説明する。
【００９３】透過反射両用型液晶表示装置においては、
絵素領域ごとに透過領域と反射領域とが形成されている
ので、複数の絵素領域が周期的なパターンで配列されて
いるとともに、複数の透過領域および複数の反射領域も
それぞれ周期的なパターンで配列されている。従って、
防眩層の凹凸と、絵素領域、透過領域および反射領域
と、によるモアレが発生し、その結果、表示不良が顕著
になっていると考えられる。なお、この表示不良は、防
眩層の凹凸のピッチと、上述の周期構造のピッチとの差
が小さいほど顕著になる。
【００９４】本発明による液晶表示装置１３００におい
ては、対向基板１００Ｂは光拡散層３０を有しており、
実施形態１および２の液晶表示装置と同様に、ペーパー
ホワイト表示が実現される。さらに、この光拡散層３０
によって、上述のモアレの発生が抑制され、そのことに
よってざらつきのない表示が実現される。
【００９５】つまり、本発明による液晶表示装置１３０
０においては、対向基板１００Ｂに光拡散層３０が設け
られているので、バックライトから入射して透過領域Ｔ
ｒを透過する光と、観察者側から入射して反射電極領域
２２によって反射され、反射領域Ｒｆを透過する光と
は、観察者側に出射する前に光拡散層３０を透過し、光
拡散層３０によって拡散される。従って、防眩層９４の
凹凸と絵素領域Ｐｘとによるモアレ、防眩層９４の凹凸
と透過領域Ｔｒとによるモアレ、および、防眩層９４の
凹凸と反射領域Ｒｆとによるモアレの発生が抑制され、
その結果、ざらつきのない表示が実現される。
【００９６】上述のモアレの発生を抑制する効果は、図
１５に示す液晶表示装置１３００のように対向基板１０
０Ｂの外側（観察者側）に光拡散層３０を設けた構成の
方が、対向基板１００Ｂの内側（液晶層側）に光拡散層
３０を設ける構成よりも高い。また、モアレの発生を抑
制するためには、光拡散層３０は、対向基板１００Ｂの
ほぼ全面に形成されていることが好ましい。
【００９７】また、図１６に示す液晶表示装置１４００
のように、一対の偏光板９０ａおよび９０ｂを備える液
晶表示装置においては、表示画像のぼやけを抑制するた
めに、透明基板９の外側に設けられる偏光板９０ａと透
明基板９との間に光拡散層３０を設けることが好まし
い。さらに、製造工程を簡略化する観点からは光拡散層
３０が偏光板９０ａと透明基板９との接着層を兼ねるこ
とが好ましい。
【００９８】本実施形態の液晶表示装置においても、絵
素領域Ｐｘにおける透過領域Ｔｒおよび反射領域Ｒｆの
配置は、液晶表示装置の仕様に応じて適宜設定すればよ
い。以下に、透過領域Ｔｒおよび反射領域Ｒｆの配置例
と、その配置例において存在し、上述のモアレの発生の
原因になる周期構造とについて説明する。
【００９９】まず、図１７に示すように、透過領域Ｔｒ
が絵素領域Ｐｘの中央に設けられ、反射領域Ｒｆが透過
領域Ｔｒを囲むように設けられていてもよい。このよう
に配置されている場合、絵素領域Ｐｘの縦方向（長手方
向）については、所定の絵素ピッチで絵素領域Ｐｘが配
列された周期構造が存在するとともに、所定の幅Ｔ1を
有する透過領域Ｔｒが所定の間隔Ｔ2で配列された周期
構造と、所定の幅Ｒ1を有する反射領域Ｒｆが所定の間
隔Ｒ2で配列された周期構造とが存在する。絵素領域Ｐ
ｘの横方向（短手方向）についても同様に複数の周期構
造が存在する。表１に、図１７中の参照符号ａ〜ｈによ
り示される幅の値の一例を示す。なお、表１における値
は、反射領域Ｒｆと透過領域Ｔｒとの面積比が９：１で
ある２型の液晶パネルにおける値である。 （表１） ａ ｂ ｃ ｄ ｅ ｆ ｇ ｈ 幅／μｍ ６８ ３１ ２８ ２８ ６８ ４５ ５９ １３８ また、図１８に示すように、透過領域Ｔｒの外周を規定
する辺の一つが絵素領域Ｐｘの外周を規定する辺の一つ
と重なるように透過領域Ｔｒが設けられ、透過領域Ｔｒ
を囲むようにコの字状に反射領域Ｒｆが設けられていて
もよい。この場合にも、絵素領域Ｐｘの縦方向および横
方向についてそれぞれ複数の周期構造が存在する。表２
に、図１８中の参照符号ａ’〜ｇ’により示される幅の
値の一例を示す。なお、表２における値は、反射領域Ｒ
ｆと透過領域Ｔｒとの面積比が６：４および８：２であ
る２型の液晶パネルにおける値である。 （表２）反射領域と透過領域との面積比が６：４の場合 ａ’ ｂ’ ｃ’ ｄ’ ｅ’ ｆ’ ｇ’ 幅／μｍ ５３ ４４ ２４ ２４ ５０ １１２ ７１ 反射領域と透過領域との面積比が８：２の場合 ａ’ ｂ’ ｃ’ ｄ’ ｅ’ ｆ’ ｇ’ 幅／μｍ ６２ ５１ ２７ ２７ １４６ １３５ １８８ さらに、図１９に示すように、絵素領域Ｐｘ内に複数の
透過領域Ｔｒが設けられていてもよい。この場合、絵素
領域Ｐｘの縦方向については、所定の絵素ピッチで絵素
領域Ｐｘが配列された周期構造が存在するとともに、所
定の幅Ｔ1を有する透過領域Ｔｒが交互に所定の間隔Ｔ2
およびＴ2’で配列された周期構造と、所定の幅Ｒ1を有
する反射領域Ｒｆが所定の間隔Ｒ2で配列された周期構
造とが存在する。また、絵素領域Ｐｘの横方向について
も、複数の周期構造が存在する。表３に、図１９中の参
照符号ａ’’〜ｇ’’により示される幅の値の一例を示
す。なお、表３における値は、反射領域Ｒｆと透過領域
Ｔｒとの面積比が３：７、５：５および８：２である
３．５型の液晶パネルにおける値である。 （表３）反射領域と透過領域との面積比が３：７の場合 ａ’’ ｂ’’ ｃ’’ ｄ’’ ｅ’’ ｆ’’ ｇ’’ 幅／μｍ ３４ ８０ １４ １４ １１５ ５０ ４０ 反射領域と透過領域との面積比が５：５の場合 ａ’’ ｂ’’ ｃ’’ ｄ’’ ｅ’’ ｆ’’ ｇ’’ 幅／μｍ ５９ ５５ ２６ ２６ １１４ ４９ ４０ 反射領域と透過領域との面積比が８：２の場合 ａ’’ ｂ’’ ｃ’’ ｄ’’ ｅ’’ ｆ’’ ｇ’’ 幅／μｍ ８５ ２８ ３９ ３９ １１４ ５０ ４０ 本発明による液晶表示装置１３００および１４００にお
いては、例示したような複数の周期構造と、防眩層９４
が有する凹凸形状の周期構造とによるモアレの発生が抑
制され、その結果、ざらつきのない表示が実現される。
【０１００】上述の実施形態の液晶表示装置が備えるア
クティブマトリクス基板と対向基板との組み合わせは、
適宜変更することができる。また、上記の実施形態で
は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いたアクティブマ
トリクス型液晶表示装置を例示したが、本発明はこれに
限られず、ＭＩＭ素子を用いたアクティブマトリクス型
液晶表示装置や単純マトリクス型液晶表示装置など、他
の液晶表示装置にも適用できる。
【０１０１】
【発明の効果】本発明による液晶表示装置を構成する一
対の基板の液晶層側の表面は、反射領域および透過領域
のそれぞれの領域内で、平坦なので、それぞれの領域内
の液晶層は一定の厚さを有する。従って、反射領域およ
び透過領域のそれぞれの領域の液晶層の厚さをそれぞれ
の表示モードに最適の厚さに設定することができる。偏
光モードの表示を行う液晶表示装置においては、反射領
域の液晶層の厚さを透過領域の液晶層の厚さの２分の１
とすることによって、高品位の表示を実現することがで
きる。
【０１０２】対向基板の反射領域に設けられる光拡散層
は、反射領域に入射する光を拡散するので、ペーパーホ
ワイトの白表示を実現することができる。また、対向基
板の透過領域に光拡散層を形成すると、透過領域を透過
する光が拡散されることによって、液晶表示装置の透過
領域における表面反射が抑制され、ざらつきやぎらつき
のない表示を実現することができる。一方、透過領域に
光拡散層を設けない構成においては、透過領域における
光の利用効率が向上する。
【０１０３】光拡散層をマトリクス中に粒子を分散した
材料を用いて形成すると、表面が平坦な光拡散層を容易
に形成できるとともに、反射領域の液晶層の厚さを容易
に且つ正確に制御することができる。マトリクス材料
に、マトリクス材料の屈折率と異なる屈折率を有する粒
子（充填剤）を分散した材料を用いて、カラーフィルタ
層やプラスチック基板を形成することによって、カラー
フィルタ層やプラスチック基板を光拡散層として機能さ
せることが可能となり、液晶表示装置の製造プロセスを
簡略化することができる。
【０１０４】このように、本発明によると、液晶層の厚
さ、特に反射領域内の液晶層の厚さを正確に制御するこ
とが可能で、高品位の表示を実現できる透過反射両用型
の液晶表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明による実施形態１の液晶表示
装置１００の模式的な断面図であり、（ｂ）は実施形態
１の他の液晶表示装置１００’の模式的な断面図であ
る。
【図２】実施形態１の液晶表示装置１００および１０
０’が有するアクティブマトリクス基板１００Ａを模式
的に示す平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態１の液晶表示装置
に用いられる光拡散層３０の配置の例を模式的に示す断
面図である。
【図４】（ａ）は、本発明による実施形態１の他の液晶
表示装置２００の模式的な断面図であり、（ｂ）は実施
形態１の液晶表示装置２００’の模式的な断面図であ
る。
【図５】本発明による他の実施形態の液晶表示装置３０
０の模式的な断面図である。
【図６】本発明による他の実施形態の液晶表示装置４０
０の模式的な断面図である。
【図７】本発明による他の実施形態の液晶表示装置５０
０の模式的な断面図である。
【図８】本発明による他の実施形態の液晶表示装置６０
０の模式的な断面図である。
【図９】本発明による他の実施形態の液晶表示装置７０
０の模式的な断面図である。
【図１０】本発明による他の実施形態の液晶表示装置８
００の模式的な断面図である。
【図１１】本発明による他の実施形態の液晶表示装置９
００の模式的な断面図である。
【図１２】（ａ）は、本発明による実施形態２の液晶表
示装置１０００の模式的な断面図であり、（ｂ）は実施
形態２の液晶表示装置１０００’の模式的な断面図であ
る。
【図１３】本発明による実施形態２の他の液晶表示装置
１１００の模式的な断面図である。
【図１４】本発明による実施形態２の他の液晶表示装置
１２００の模式的な断面図である。
【図１５】本発明による実施形態３の液晶表示装置１３
００の模式的な断面図である。
【図１６】本発明による実施形態３の他の液晶表示装置
１４００の模式的な断面図である。
【図１７】本発明による実施形態３の液晶表示装置１３
００および１４００の絵素領域Ｐｘにおける透過領域Ｔ
ｒおよび反射領域Ｒｆの配置を模式的に示す上面図であ
る。
【図１８】本発明による実施形態３の液晶表示装置１３
００および１４００の絵素領域Ｐｘにおける透過領域Ｔ
ｒおよび反射領域Ｒｆの他の配置を模式的に示す上面図
である。
【図１９】本発明による実施形態３の液晶表示装置１３
００および１４００の絵素領域Ｐｘにおける透過領域Ｔ
ｒおよび反射領域Ｒｆの他の配置を模式的に示す上面図
である。
【符号の説明】
１ 絵素電極領域 ２ ゲート配線 ３ ソース配線 ４ ＴＦＴ ５ 接続電極 ６ コンタクトホール ７ ゲート絶縁膜 ８ 補助容量電極 １０、４２、６０、６０’ カラーフィルタ層 １１、４０、６２ 透明絶縁性基板 １２ ゲート電極 １３ 半導体層 １４ チャネル保護層 １５ ソース電極 １６ ドレイン電極 １７ 透明導電層 １８ 金属層 １９ 層間絶縁膜 ２０ 透明電極領域 ２１ 透明電極 ２２ 反射電極領域 ２３、２３’ 金属層 ２４ 液晶層 ３０ 光拡散層 ４４ 対向電極 ４６ 配向層 ４８ 絶縁層 ５２ スペーサ ５４ 透明層 ６０ａ 光拡散カラーフィルタ層 ６０ｂ 通常のカラーフィルタ層 ６４ 凹凸表面 ７０ 偏光機能付プラスチック基板 ８０ 光拡散機能付プラスチック基板 ９０ａ、９０ｂ 偏光板 ９４ 防眩層 １００Ａ、２００Ａ アクティブマトリクス基板 １００Ｂ、１００Ｂ’ カラーフィルタ基板（対向基
板） １００、１００’、２００、２００’、３００、４０
０、 液晶表示装置 ５００、６００、７００、８００、９００ 液晶表示装
置 １０００、１０００’１１００、１２００ 液晶表示装
置 １３００、１４００ 液晶表示装置 Ｔｒ 透過領域 Ｒｆ 反射領域 Ｐｘ 絵素領域
フロントページの続き (72)発明者 鳴瀧 陽三 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA14Z FA31Z FA37X FA37Z FB02 FB13 FD06 GA01 GA02 GA03 GA07 GA13 GA17 JA03 KA01 KA02 KA04 LA12 LA16 LA17 2H092 GA05 GA16 HA06 JA24 JB07 KB04 KB22 KB25 NA01 NA25 NA27 PA01 PA06 PA08 PA11 PA12 PA13

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１基板と、第２基板と、前記第１基板
    と前記第２基板との間に設けられた液晶層とを有し、表
    示を行うための複数の絵素領域を有する液晶表示装置で
    あって、 前記複数の絵素領域のそれぞれは、前記第１基板から入
    射する光を用いて透過モードで表示を行う透過領域と、
    前記第２基板側から入射する光を用いて反射モードで表
    示を行う反射領域とを有し、 前記第１基板は、前記液晶層側に、前記透過領域を規定
    する透明電極領域と、前記反射領域を規定する反射電極
    領域とを有し、且つ、前記第１基板の前記透明電極領域
    および前記反射電極領域の前記液晶層側の表面はそれぞ
    れ平坦であり、 前記第２基板は、前記反射領域に光拡散層を有し、前記
    液晶層側の前記反射領域および前記透過領域に透明電極
    を有し、且つ、前記第２基板の前記液晶層側の表面は前
    記透過領域内および前記反射領域内でそれぞれ平坦であ
    る液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 前記第２基板は、前記透過領域にも前記
    光拡散層を有する請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 前記第２基板は、前記反射領域にのみ前
    記光拡散層を有する請求項１に記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 前記第２基板は透明基板を有し、前記光
    拡散層は前記透明基板の前記液晶層側に設けられている
    請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項５】 前記第２基板は透明基板を有し、前記光
    拡散層は前記透明基板の観察者側に設けられている請求
    項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 前記第２基板の観察者側に偏光板をさら
    に有し、 前記光拡散層は前記透明基板と前記偏光板との間に設け
    られている請求項５に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 前記光拡散層は、前記透明基板と前記偏
    光板とを互いに接着する接着層として機能する請求項６
    に記載の液晶表示装置。
  8. 【請求項８】 前記光拡散層は、マトリクス材料と、前
    記マトリクス材料の屈折率と異なる屈折率を有する粒子
    とを含む請求項１から７のいずれかに記載の液晶表示装
    置。
  9. 【請求項９】 前記第２基板は、透明基板とカラーフィ
    ルタ層とを有し、前記カラーフィルタ層は、前記光拡散
    層としても機能する請求項１または２のいずれかに記載
    の液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記第２基板は、プラスチック基板を
    有し、前記プラスチック基板は、マトリクス材料と、前
    記マトリクス材料の屈折率と異なる屈折率を有する粒子
    とを含み、前記プラスチック基板が前記光拡散層として
    も機能する請求項１または２に記載の液晶表示装置。
  11. 【請求項１１】 前記反射領域内の前記液晶層の厚さ
    は、前記透過領域の前記液晶層の厚さの２分の１である
    請求項１から１０のいずれかに記載の液晶表示装置。
  12. 【請求項１２】 前記第２基板の観察者側に防眩層をさ
    らに有する請求項１または２に記載の液晶表示装置。
  13. 【請求項１３】 前記第２基板は透明基板を有し、前記
    光拡散層は前記透明基板と前記防眩層との間に設けられ
    ている請求項１２に記載の液晶表示装置。
  14. 【請求項１４】 前記透明基板と前記防眩層との間に偏
    光板をさらに有し、前記光拡散層は前記透明基板と前記
    偏光板との間に設けられている請求項１３に記載の液晶
    表示装置。
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